[发明专利]一种具有自清洁、防结冰和微波吸收的多功能涂层及其制备方法

说明书

一种具有自清洁、防结冰和微波吸收的多功能涂层，属于涂层技术领域，可解决现有具有微波吸收涂层吸波性能偏低，以及无法实现自清洁和防结冰的问题，本发明包括如下步骤：分别合成低表面能的纳米粒子油性分散液和Fe₃O₄/rGO/PANI/树脂复合涂料，先后在基底上喷涂Fe₃O₄/rGO/PANI/树脂复合涂料和低表面能的纳米粒子油性分散液，得到自清洁和防结冰的微波吸收涂层，相对于传统的微波吸收涂层，吸收性能更加优异，还具有优异的自清洁和防结冰性能，且可以大面可控制备，在军民两个领域都具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于涂层技术领域，具体涉及一种具有自清洁、防结冰和微波吸收的多功能涂层及其制备方法。

背景技术

随着隐身技术以及微波武器，雷达、电子对抗在军事斗争中的作用增大，微波吸收材料的研究和应用越来越受到重视。在现代战场上，不同型号的飞机和导弹使用了微波吸收材料可以使其有效反射面降低90％，这使雷达威力大幅下降。地面武器如坦克、装甲车以及火炮使用吸波材料进行隐身，使敌方电子侦察，包括卫星侦察和地面电子侦察都不能有效发挥作用。研制宽频带高性能以及轻质薄层微波吸收材料并将这种材料和提高军事武器装备的性能紧密结合起来，将对提高部队的战斗产生重大影响；研制电磁参数温度稳定性和吸收特性好的高功率吸收材料并将这种材料应用于微波终端的设计与制造，微波武器功率检测系统，对提高现役袈备的性能都是有重要意义的。

近年来，关于纳米微波吸收材料的报道很多，并也获得了宽频带高性能的纳米微波吸收粉体材料，但是，实质性应用很少。主要根源在于，现有基于纳米微波吸收粉体的微波吸收涂层还存在频宽和厚度难以同时优化的问题。另外，现有微波吸收涂层表面上容易结冰和落灰尘，会降低微波吸收涂层的性能。这些问题大大限制了纳米微波吸收涂层的工程化应用和增加了涂层的维护费用。

超疏水涂层在水中，容易在其与水介质界面形成一层气化膜，能防止灰尘落在涂层表面后由于分子的无规则运动而进入涂层内部影响涂层的微波吸收性能，且优异的超疏水性能使涂层具有自清洁性能，灰尘落在涂层表面经过风吹和雨水冲刷后依然如初，所以，将超疏水涂层和微波吸收涂层复合，期望制得具有自清洁、防结冰和微波吸收的多功能涂层。但是，具有自清洁、防结冰和微波吸收的多功能涂层鲜有报道，这种双功能涂层的制备中关键技术是如何赋予微波吸收涂层的超疏水特性，同时又不影响微波吸收性能。构建涂层表面微-纳米结构是实现超疏水最有效途径，如采用水溶液化学法、化学或激光刻蚀法、水热法、阳极处理法、电化学沉积法、溶胶-凝胶法、纳米复合涂层法和模板法等在金属表面构建多孔或阵列结构。研究发现，这种多孔或阵列结构拥有优异的超疏水特性，但是，因为多孔或阵列结构粗糙度大，机械性强度不高，在受到外界作用时，很容易被破坏掉，导致其疏水性能下降。此外，前期不管是超疏水涂层还是微波吸收涂层的制备方法，大多存在设备昂贵、重复性差或工艺繁琐等缺陷，只适用于实验研究不能大规模制备。因此，如何发展一种操作简单、能大规模应用和性能稳定的同时具备自清洁、防结冰和微波吸收的多功能涂层的制备方法就显得具有重要的价值与意义。

发明内容

本发明针对现有具有微波吸收性能，自清洁功能和防结冰功能的复合涂层制备方法复杂以及性能不稳定的问题，提供一种具有自清洁、防结冰和微波吸收的多功能涂层及其制备方法。

本发明采用如下技术方案：

一种具有自清洁、防结冰和微波吸收的多功能涂层，包括从外到内依次喷涂于金属基底上的外涂层和内涂层，其中，外涂层为具有低表面能的纳米粒子组装膜，内涂层为Fe₃O₄/rGO/PANI/树脂掺杂复合膜。

一种具有自清洁、防结冰和微波吸收的多功能涂层的制备方法，包括如下步骤：

第一步，低表面能的纳米粒子油性分散液的制备